DE102009024830B4 - Electric Power Steering - Google Patents

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Abstract

Elektromechanische Lenkung, umfassend:- ein Lenkungsgehäuse (2),- eine Lenkstange (3), die sich durch das Lenkungsgehäuse (2) erstreckt,- einen Elektromotor (4) mit einer Motorwelle (7), die achsparallel zur Lenkstange (3) angeordnet ist, und- ein Getriebe (5), über das eine Drehbewegung des Elektromotors (4) in eine Axialbewegung der Lenkstange (3) übersetzt wird,- wobei die Motorwelle (7) die Eingangswelle des Getriebes (5) bildet und lediglich durch ein erstes motorseitiges Lager (11) und ein zweites getriebeseitiges Lager (12) gelagert ist, und- wobei das motorseitige Lager (11) und das getriebeseitige Lager (12) über das Lenkungsgehäuse (2) zueinander zentriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radialanschlag (18) für die Motorwelle (7) zur Begrenzung eines Durchbiegens der Motorwelle (7) vorgesehen ist.Electromechanical steering, comprising: - a steering housing (2), - a steering rod (3) which extends through the steering housing (2), - an electric motor (4) with a motor shaft (7) which is arranged axially parallel to the steering rod (3). and- a gear (5) via which a rotational movement of the electric motor (4) is translated into an axial movement of the steering rod (3),- the motor shaft (7) forming the input shaft of the gear (5) and only by a first motor-side bearing (11) and a second gear-side bearing (12), and- the motor-side bearing (11) and the gear-side bearing (12) being centered to one another via the steering housing (2), characterized in that a radial stop (18 ) is provided for the motor shaft (7) to limit bending of the motor shaft (7).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Lenkung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.The invention relates to an electromechanical steering system with the features of the preamble of patent claim 1.

Eine Lenkung umfassend ein Lenkungsgehäuse, eine Lenkstange, die sich durch das Lenkungsgehäuse erstreckt, einen Elektromotor mit einer Motorwelle, die achsparallel zur Lenkstange angeordnet ist, und ein Getriebe, über das eine Drehbewegung des Motors in eine Axialbewegung der Lenkstange übersetzt wird, wobei die Motorwelle die Eingangswelle des Getriebes bildet und lediglich durch ein erstes motorseitiges Lager und ein zweites getriebeseitiges Lager gelagert ist, ist aus DE 10 2004 007 354 A1 bekannt. Hierbei sitzt das Getriebe unmittelbar neben dem Elektromotor, wodurch eine stabile Lagerung der Motorwelle gewährleistet werden kann, so dass sich Rotor und Stator des Elektromotors nicht berühren. Beide Lager der Motorwelle sind an einem Motorgehäuse zentriert.A steering system comprising a steering housing, a steering rod that extends through the steering housing, an electric motor with a motor shaft that is arranged axially parallel to the steering rod, and a gearbox, via which a rotary movement of the motor is translated into an axial movement of the steering rod, the motor shaft forms the input shaft of the transmission and is supported only by a first engine-side bearing and a second transmission-side bearing is off DE 10 2004 007 354 A1 known. In this case, the gearbox sits directly next to the electric motor, which ensures stable mounting of the motor shaft so that the rotor and stator of the electric motor do not touch. Both bearings of the motor shaft are centered on a motor housing.

Muss das das Getriebe in größerem Abstand zu dem Elektromotor angeordnet werden, können beide Lager nicht mehr im Motorgehäuse untergebracht werden, da ansonsten die Biegekräfte, welche aus dem Angriff des Getriebes an der Motorwelle entstehen, nicht mehr vernünftig abgestützt werden können. Es muss daher ein Lager nahe dem Getriebe und außerhalb des Motors angeordnet werden. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten sowie aufgrund etwaiger Durchbiegungen der Motorwelle beim Transport Rotor und Stator gegeneinander schlagen und beschädigt werden. Eine solche gattungsgemäße Lenkung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist aus DE 689 03 095 T2 bekannt. Die Zentrierung erfolgt hier über mehrere Bauteile hinweg und ist dementsprechend ungenau.If the gearbox has to be arranged at a greater distance from the electric motor, both bearings can no longer be accommodated in the motor housing, since otherwise the bending forces that arise from the gearbox engaging the motor shaft can no longer be properly supported. A bearing must therefore be located close to the gearbox and outside the motor. However, there is a risk that due to manufacturing inaccuracies and due to any deflection of the motor shaft during transport, the rotor and stator will hit each other and be damaged. Such generic steering according to the preamble of claim 1 is off DE 689 03 095 T2 known. The centering takes place over several components and is therefore inaccurate.

Dem ließe sich durch eine steifere Welle entgegenwirken, was jedoch zu einem höheren Bauteilgewicht und größeren Abmessungen führen würde.This could be countered by a stiffer shaft, but this would lead to a higher component weight and larger dimensions.

Ferner wäre es möglich, die Welle in beispielsweise zwei Teilwellen aufzuteilen, welche separat gelagert und durch eine Ausgleichskupplung miteinander verbunden werden. Eine solche Lösung ist jedoch fertigungs- und montagetechnisch aufwändig.It would also be possible to divide the shaft into two sub-shafts, for example, which are stored separately and connected to one another by a compensating coupling. However, such a solution is complex in terms of production and assembly.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische Lenkung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der trotz vergrößertem Abstand von Getriebe und Motor mit geringem Aufwand eine Beschädigung von Rotor und Stator vermieden werden kann.Proceeding from this, the object of the invention is to create an electromechanical steering system of the type mentioned at the outset, in which damage to the rotor and stator can be avoided with little effort, despite the increased distance between the transmission and the motor.

Diese Aufgabe wird durch eine Lenkung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This problem is solved by a steering according to patent claim 1 .

Hierdurch kann eine lange, einstückige Welle zum Einsatz kommen, welche einenends den Rotor des Motors darstellt und anderenends die Eingangswelle des Getriebes bildet. Eine Aufteilung in zwei separate Teilwellen sowie deren Kupplung durch eine Ausgleichskupplung ist in diesem Fall nicht erforderlich. Vielmehr wird durch die erfindungsgemäße Zentrierung über das Lenkungsgehäuse eine toleranzgünstige Konfiguration erzielt, welche nicht nur eine Berührung zwischen Rotor und Stator verhindert, sondern zusätzlich eine exakte Führung des Rotors zum Stator gewährleistet.As a result, a long, one-piece shaft can be used, which at one end represents the rotor of the motor and at the other end forms the input shaft of the gearbox. In this case, it is not necessary to split the shaft into two separate partial shafts and to couple them with a compensating coupling. Rather, the inventive centering via the steering housing achieves a low-tolerance configuration, which not only prevents contact between the rotor and stator, but also ensures precise guidance of the rotor to the stator.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass eine Vorprüfung des Elektromotors bereits lieferantenseitig über eine Vorrichtung, welche das getriebeseitige Lager aufnimmt, erfolgen kann.A further advantage of the solution according to the invention is that a preliminary test of the electric motor can already be carried out by the supplier using a device which accommodates the bearing on the transmission side.

Durch den Radialanschlag für die Motorwelle kann die Transportsicherheit im Hinblick auf ein Vermeiden eines Anschlages des Rotors gegen den Stator weiter verbessert werden. Der Radialanschlag ist dabei so angeordnet, dass ein Dauerkontakt unterbleibt, um Reibung zu vermeiden. Eine zu große Durchbiegung der Motorwelle, welche zu einem Anschlagen des Rotors gegen den Stator führen würde, wird jedoch zuverlässig unterbunden.The radial stop for the motor shaft can further improve transport safety with regard to avoiding the rotor striking the stator. The radial stop is arranged in such a way that there is no permanent contact in order to avoid friction. Excessive deflection of the motor shaft, which would lead to the rotor hitting the stator, is reliably prevented.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.Advantageous configurations of the invention are specified in further patent claims.

Wird der Stator unmittelbar in das Lenkungsgehäuse eingebaut, erfolgte die Zentrierung des motorseitigen Lagers unmittelbar am Lenkungsgehäuse. Vorzugsweise ist der Elektromotor jedoch als Baueinheit ausgeführt, die eigens am Lenkungsgehäuse montiert wird. In diesem Fall ist es von Vorteil, die Zentrierung des motorseitigen Lagers am Lenkungsgehäuse über ein Motorgehäuse vorzunehmen, wobei das motorseitige Lager am Motorgehäuse und das Motorgehäuse am Lenkungsgehäuse zentriert sind.If the stator is installed directly in the steering housing, the motor-side bearing is centered directly on the steering housing. However, the electric motor is preferably designed as a structural unit that is mounted specifically on the steering housing. In this case, it is advantageous to center the motor-side bearing on the steering housing via a motor housing, the motor-side bearing being centered on the motor housing and the motor housing being centered on the steering housing.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das getriebeseitige Lager ein Loslager und das motorseitige Lager ein Festlager. Dies erleichtert die Montage am Lenkungsgehäuse insbesondere dann, wenn der Elektromotor einschließlich Motorwelle als Baueinheit zur Verfügung gestellt wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, the bearing on the transmission side is a floating bearing and the bearing on the motor side is a fixed bearing. This facilitates assembly on the steering housing, particularly when the electric motor, including the motor shaft, is provided as a structural unit.

Weiterhin können das getriebeseitige Lager und der Motor durch einen rohrförmigen Abschnitt des Lenkungsgehäuses, welcher gegenüber dem Querschnitt des Motors verjüngt ist, voneinander beabstandet sein. Insbesondere bei rechtsgelenken Fahrzeugen bietet sich eine solche Bauweise zur Bereitstellung eines Abstands zwischen dem Elektromotor und dem Getriebe an.Furthermore, the transmission-side bearing and the motor can be spaced apart from one another by a tubular section of the steering housing which is tapered in relation to the cross-section of the motor. Especially with right-hand drives Such a construction lends itself to vehicles to provide a spacing between the electric motor and the transmission.

Der Radialanschlag kann beispielsweise sehr einfach durch einen Wandabschnitt des Motorgehäuses gebildet werden.The radial stop can be formed very easily, for example, by a wall section of the motor housing.

Ferner ist es möglich, als Radialanschlag einen Stützring vorzusehen, der beispielsweise am Motorgehäuse oder am Lenkungsgehäuse festgelegt ist.It is also possible to provide a support ring as a radial stop, which is fixed, for example, to the motor housing or the steering housing.

Die Funktion des Radialanschlags bzw. Stützrings kann zum Beispiel auch durch einen Kunststoffring zwischen Rotor und Stator übernommen werden.The function of the radial stop or support ring can, for example, also be taken over by a plastic ring between the rotor and the stator.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Radialanschlag zwischen dem getriebeseitigen Lager und dem motorseitigen Lager angeordnet, wodurch sich aufgrund des großen Abstands der Lager für die Führung der Motorwelle günstige Hebelverhältnis ergeben und gleichzeitig etwaigen Durchbiegungen der Motorwelle effizient begegnet wird.According to an advantageous embodiment of the invention, the radial stop is arranged between the bearing on the transmission side and the bearing on the motor side, which, due to the large distance between the bearings, results in a favorable leverage ratio for guiding the motor shaft and at the same time any bending of the motor shaft is efficiently counteracted.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Motorgehäuse ein Statorgehäuse mit einem an diesem befestigten Stator und einen Motorschild, welcher das Statorgehäuse axial verschließt. Vorzugsweise ist in diesem Fall das Statorgehäuse am Lenkungsgehäuse zentriert.According to a further advantageous embodiment of the invention, the motor housing comprises a stator housing with a stator fastened to it and a motor shield which closes the stator housing axially. In this case, the stator housing is preferably centered on the steering housing.

Das Motorgehäuse kann beispielsweise mit dem Statorgehäuse in das Lenkungsgehäuse eingesteckt sein, wobei die Befestigung sehr einfach durch Warmfügen erfolgen kann. Der Motorschild steht dabei über das Lenkungsgehäuse hinaus. Er ist seinerseits zum Statorgehäuse zentriert.The motor housing can, for example, be plugged into the steering housing with the stator housing, with attachment being able to be carried out very simply by hot joining. The motor shield protrudes beyond the steering housing. In turn, it is centered on the stator housing.

Bevorzugt sind der Radialanschlag am Statorgehäuse und das motorseitige Lager am Motorschild vorgesehen. Es ist doch auch möglich, den Radialanschlag am Motorschild und das motorseitige Lager am Statorgehäuse anzuordnen.The radial stop is preferably provided on the stator housing and the bearing on the motor side is provided on the motor shield. However, it is also possible to arrange the radial stop on the motor shield and the bearing on the motor side on the stator housing.

Zur Herstellung eines konzentrischen Sitzes des Motors und des getriebeseitigen Lagers ist das Lenkungsgehäuse derart konfiguriert, dass der Motorsitz und die Lageraufnahme in einer Aufspannung am Lenkungsgehäuse herstellbar sind. Vorzugsweise sind Motorsitz und Lageraufnahme an einem einstückigen Bauteil des Lenkungsgehäuses ausgebildet, so dass Montagetoleranzen, welche die Ausrichtung von Motor und getriebeseitigem Lager beeinträchtigen könnten, ausgeschaltet sind.In order to produce a concentric seat for the motor and the bearing on the transmission side, the steering housing is configured in such a way that the motor seat and the bearing mount can be produced in one clamping on the steering housing. The motor seat and bearing mount are preferably formed on a one-piece component of the steering housing, so that assembly tolerances that could affect the alignment of the motor and the bearing on the transmission side are eliminated.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine Längsschnittansicht durch eine elektromechanische Fahrzeuglenkung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei lediglich die Anordnung des Elektromotors und dessen Ankopplung an ein Getriebe näher dargestellt sind,
  • 2 eine Längsschnittansicht durch eine elektromechanische Fahrzeuglenkung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, und in
  • 3 eine Längsschnittansicht durch eine elektromechanische Fahrzeuglenkung nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawing. The drawing shows in:
  • 1 a longitudinal sectional view through an electromechanical vehicle steering system according to a first embodiment of the invention, wherein only the arrangement of the electric motor and its coupling to a transmission are shown in more detail,
  • 2 a longitudinal sectional view through an electromechanical vehicle steering system according to a second embodiment, and in
  • 3 a longitudinal sectional view through an electromechanical vehicle steering system according to a third embodiment.

Die nachfolgend näher erläuterten Ausführungsbeispiele beziehen sich jeweils auf eine elektromechanische Fahrzeuglenkung 1, die hier beispielhaft als Zahnstangenlenkung für ein Personkraftfahrzeug ausgebildet ist. Die Fahrzeuglenkung 1 umfasst ein Lenkungsgehäuse 2, durch das sich eine Lenkstange 3 erstreckt. An den Enden der Lenkstange 3 ist jeweils eine zu einem lenkbaren Fahrzeugrad führende Spurstange über ein Spurstangengelenk angeschlossen. An der Lenkstange 3 greift ein nicht näher dargestelltes Lenkungsritzel an, um einen vom Fahrer aufgebrachten Lenkbefehl an die Fahrzeugräder zu übertragen. Weiterhin ist in dem Lenkungsgehäuse 2 achsparallel zu der Lenkstange 3 ein Elektromotor 4, im Folgenden auch Motor genannt, zur Erzeugung einer Lenkunterstützung angeordnet. Das Abtriebsmoment des Elektromotors 4 wird über ein Getriebe 5 als axiale Hilfskraft an der Lenkstange 3 zur Wirkung gebracht.The exemplary embodiments explained in more detail below each relate to an electromechanical vehicle steering system 1, which is designed here by way of example as a rack and pinion steering system for a passenger vehicle. The vehicle steering system 1 comprises a steering housing 2 through which a steering rod 3 extends. At the ends of the steering rod 3, a tie rod leading to a steerable vehicle wheel is connected via a tie rod joint. A steering pinion, not shown in detail, acts on the handlebar 3 in order to transmit a steering command applied by the driver to the vehicle wheels. Furthermore, an electric motor 4, also referred to below as a motor, is arranged in the steering housing 2 so as to be axially parallel to the steering rod 3, in order to generate steering assistance. The output torque of the electric motor 4 is brought into effect via a gear 5 as an axial auxiliary force on the steering rod 3 .

Das Getriebe 5 ist hier beispielhaft als Riementrieb mit nachgeschaltetem Kugelgewindetrieb ausgebildet. Dabei sitzt eine erste Riemenscheibe 6 auf einer Motorwelle 7 des Elektromotors 4. Eine zweite Riemenscheibe ist an einer Kugelgewindemutter des Kugelgewindetriebs angeflanscht. Beide Riemenscheiben sind über einen Riemen antriebsmäßig miteinander gekoppelt. Die Kugelgewindemutter, welche axial im Lenkungsgehäuse 2 festgehalten ist und über Kugeln mit der Lenkstange 3 in Gewindeeingriff steht, dient dazu, ein rotatorisches Antriebsmoment des Elektromotors 4 in eine translatorische Bewegungskomponente an der Lenkstange 3 zu übersetzten, um den Fahrer beim Lenken zu unterstützen. Bei einem Ausfall der elektrischen Lenkkraftunterstützung kann das Fahrzeug weiterhin manuell gelenkt werden.The transmission 5 is designed here, for example, as a belt drive with a downstream ball screw drive. A first pulley 6 sits on a motor shaft 7 of the electric motor 4. A second pulley is flanged to a ball screw nut of the ball screw drive. Both pulleys are drivingly coupled to each other via a belt. The ball screw nut, which is held axially in the steering housing 2 and is in threaded engagement with the steering rod 3 via balls, is used to convert a rotational drive torque of the electric motor 4 into a translational movement component on the steering rod 3 in order to support the driver when steering. If the electric power steering fails, the vehicle can still be steered manually.

Wie 1 zeigt, sind der Elektromotor 4 und das Getriebe 5 nicht unmittelbar nebeneinander angeordnet, so dass der Abstand zwischen dem Elektromotor 4 und dem Getriebe 5 überbrückt werden muss. Dies erfolgt vorliegend durch die Motorwelle 7, welche einstückig ausgeführt ist und einenends den Rotor 8 des Elektromotors 4 sowie anderenends die Eingangswelle des Getriebes 5 darstellt. An der Motorwelle 7 sind dementsprechend die Rotorwicklungen des Motors 4 angeordnet. Der Abstand zwischen dem Elektromotor 4 und dem Getriebe 5 liegt vorzugsweise in der Größenordnung der axialen Baulänge des Elektromotors 4 oder darüber. Er beträgt jedoch mindestens 10 cm, vorzugsweise mindestens 15 cm. Am Lenkungsgehäuse 2 ist hierzu ein rohrförmiger Abschnitt 9 ausgebildet, dessen Querschnitt gegenüber dem Querschnitt des Elektromotors 4 verjüngt ist. Der rohrförmige Abschnitt 9 verbindet einen topfförmigen Motorsitz 10 im Lenkungsgehäuse 2 mit der Getriebeseite desselben.As 1 shows, the electric motor 4 and the transmission 5 are not arranged directly next to one another, so that the distance between the electric motor 4 and the transmission 5 is bridged the must. In the present case, this is done by the motor shaft 7, which is designed in one piece and represents the rotor 8 of the electric motor 4 at one end and the input shaft of the transmission 5 at the other end. Accordingly, the rotor windings of the motor 4 are arranged on the motor shaft 7 . The distance between the electric motor 4 and the gear 5 is preferably of the order of the axial length of the electric motor 4 or more. However, it is at least 10 cm, preferably at least 15 cm. For this purpose, a tubular section 9 is formed on the steering housing 2 , the cross section of which is tapered compared to the cross section of the electric motor 4 . The tubular section 9 connects a cup-shaped motor seat 10 in the steering housing 2 with the transmission side thereof.

Die Motorwelle 7 ist lediglich durch ein erstes motorseitiges Lager 11 und ein zweites getriebeseitiges Lager 12 gelagert, wobei beide Lager 11 und 12 der Motorwelle 7 über das Lenkungsgehäuse 2 zueinander zentriert sind. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 ist das getriebeseitige Lager 12 als Loslager ausgebildet und an einer getriebeseitigen Lageraufnahme 13 in dem rohrförmigen Abschnitt 9 angeordnet. Das motorseitige Lager 11, welches als Festlager ausgeführt ist, befindet sich an einem Motorgehäuse 14, das seinerseits am Lenkungsgehäuse 2, nämlich am Motorsitz 10 desselben zentriert ist. Da die Lageraufnahme 13 und der Motorsitz 10 am gleichen Bauteil des Lenkungsgehäuses 2 vorgesehen sind und in einer Aufspannung gefertigt werden können, lässt sich ein guter konzentrischer Sitz zwischen den Lagern 11 und 12 gewährleisten. Dies gestattet wiederum eine exakte Anordnung des Rotors 8 innerhalb des Stators 15 des Motors 4.The motor shaft 7 is supported only by a first bearing 11 on the motor side and a second bearing 12 on the transmission side, with both bearings 11 and 12 of the motor shaft 7 being centered with respect to one another via the steering housing 2 . In the first embodiment after 1 the bearing 12 on the transmission side is designed as a floating bearing and is arranged on a bearing mount 13 on the transmission side in the tubular section 9 . The motor-side bearing 11, which is designed as a fixed bearing, is located on a motor housing 14, which in turn is centered on the steering housing 2, namely on the motor seat 10 of the same. Since the bearing mount 13 and the motor seat 10 are provided on the same component of the steering housing 2 and can be manufactured in one setting, a good concentric fit between the bearings 11 and 12 can be ensured. This in turn allows for an exact positioning of the rotor 8 within the stator 15 of the motor 4.

Das Motorgehäuse 14 umfasst ein Statorgehäuse 16, an dem der Stator 15 festgelegt ist. Weiterhin umfasst das Motorgehäuse 14 einen Motorschild 17, der das Statorgehäuse 16 axial abschließt. Das Motorgehäuse 14 erstreckt sich mit dem Statorgehäuse 16 in den Motorsitz 10 des Lenkungsgehäuses 2. Die Befestigung erfolgt bevorzugt durch Warmfügen, kann jedoch auch auf andere Art und Weise bewerkstelligt werden. Über den Motorsitz 10 ist das Statorgehäuse 16 zum Lenkungsgehäuse 2 und damit zum getriebeseitigen Lager 11 zentriert. Der Motorschild 17 steht hingegen über das Lenkungsgehäuse 2 vor. Er nimmt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das motorseitige Lager 11 auf.The motor housing 14 includes a stator housing 16 to which the stator 15 is fixed. Furthermore, the motor housing 14 includes a motor shield 17 which closes off the stator housing 16 axially. The motor housing 14 extends with the stator housing 16 into the motor seat 10 of the steering housing 2. The attachment is preferably carried out by hot joining, but can also be accomplished in another way. The stator housing 16 is centered on the motor seat 10 in relation to the steering housing 2 and thus to the bearing 11 on the transmission side. In contrast, the motor shield 17 protrudes beyond the steering housing 2 . In the exemplary embodiment shown, it accommodates the bearing 11 on the motor side.

Um einen sicheren Transport zu gewährleisten, insbesondere um ein Anschlagen des Rotors 8 am Stator 15 zu vermeiden, ist ein Radialanschlag 18 für die Motorwelle 7 vorgesehen. Wie 1 zeigt, kann dieser Radialanschlag 18 durch einen Wandabschnitt des Motorgehäuses 14 gebildet werden. Vorliegend ist hierzu an einer zu dem Getriebe 5 weisende Stirnwand des Statorgehäuses 16 ein Stützring 19 ausgeformt, der im Normalbetrieb zu der Motorwelle 7 einen Ringspalt bildet. Bei einem Durchbiegen der Motorwelle 7 gelangt diese in Anlage gegen den Radialanschlag 18 bzw. Stützring 19, so dass der Rotor 8 nicht in Kontakt mit dem Stator 15 gelangt.A radial stop 18 for the motor shaft 7 is provided to ensure safe transport, in particular to prevent the rotor 8 from hitting the stator 15 . As 1 shows, this radial stop 18 can be formed by a wall section of the motor housing 14 . In the present case, a support ring 19 is formed on an end wall of the stator housing 16 pointing towards the transmission 5 and forms an annular gap with the motor shaft 7 during normal operation. When the motor shaft 7 bends, it comes into contact with the radial stop 18 or support ring 19 , so that the rotor 8 does not come into contact with the stator 15 .

2 zeigt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels, bei der der Radialanschlag 18 nicht durch einen Wandabschnitt des Motorgehäuses 14, sondern durch einen separaten, an diesem befestigten Stützring 20 gebildet wird, der ebenfalls einen Ringspalt zur Motorwelle 7 aufweist. An der zu dem Getriebe 5 weisenden Stirnwand des Statorgehäuses 16 ist hierzu eine ringförmige Stützringaufnahme 21 ausgebildet. Der separate Stützring 20 besteht bevorzugt aus Kunststoffmaterial, kann jedoch auch aus anderen Werkstoffen hergestellt sein. Die Geometrie des Stützrings 20 in Verbindung mit dem jeweiligen Material ist dabei stets so gewählt, dass die Dauerfestigkeit der Motorwelle 7 nach einem radialen Anschlag am Stützring 20 nicht durch Riefen, Kerben, Spanbildung, plastische Verformung, etc., vermindert wird. 2 shows a modification of the first embodiment, in which the radial stop 18 is not formed by a wall section of the motor housing 14, but by a separate support ring 20 attached to this, which also has an annular gap to the motor shaft 7. For this purpose, an annular support ring receptacle 21 is formed on the end wall of the stator housing 16 pointing towards the transmission 5 . The separate support ring 20 is preferably made of plastic material, but can also be made of other materials. The geometry of the support ring 20 in connection with the respective material is always chosen so that the fatigue strength of the motor shaft 7 after a radial impact on the support ring 20 is not reduced by scoring, notches, chip formation, plastic deformation, etc.

3 zeigt eine weitere Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels, bei der das motorseitige Lager 11 in Axialrichtung zwischen dem getriebeseitigen Lager 12 und dem Radialanschlag 18 angeordnet ist. Dies wird durch Ausbildung einer entsprechenden Lageraufnahme 22 an der getriebeseitigen Stirnwand des Statorgehäuses 16 erzielt. Der Radialanschlag 18 ist in diesem Fall zwischen dem Motorschild 17 und der Motorwelle 7 vorgesehen. Er kann wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel unmittelbar durch einen Wandabschnitt des Motorschilds 17 oder aber auch durch einen separaten Stützring, der am Motorschild befestigt ist, bereitgestellt werden. 3 12 shows a further modification of the first exemplary embodiment, in which the motor-side bearing 11 is arranged in the axial direction between the transmission-side bearing 12 and the radial stop 18. This is achieved by forming a corresponding bearing mount 22 on the end wall of the stator housing 16 on the transmission side. In this case, the radial stop 18 is provided between the motor shield 17 and the motor shaft 7 . As in the first exemplary embodiment, it can be provided directly by a wall section of the motor shield 17 or else by a separate support ring which is fastened to the motor shield.

Die Funktion des Radialanschlags 18 kann auch durch einen Kunststoffring zwischen Rotor 8 und Stator 15 bereitgestellt werden, wobei der Kunststoffring entweder am Rotor 8 oder am Stator 15 festgelegt ist.The function of the radial stop 18 can also be provided by a plastic ring between the rotor 8 and the stator 15, the plastic ring being fixed either to the rotor 8 or to the stator 15.

Bei der Montage wird der Motor 4 einschließlich der Motorwelle 7 als Baueinheit in das Lenkungsgehäuse 2 montiert. Eine Vorprüfung des Motors 4 lässt sich sehr einfach mittels einer Vorrichtung vornehmen, welche das getriebeseitige Lager 12 aufnimmt. Die Montage erfolgt durch einfaches Warmfügen des Motors 4 in das Lenkungsgehäuse 2. Hierbei verhindert der Radialanschlag 18 einen Kontakt zwischen der Riemenscheibe 6 und dem Lenkungsgehäuse 2. Ein Klappern des als Loslager ausgeführten getriebeseitigen Lagers 12 kann ausgeschlossen werden, da über das Getriebe 5, beispielsweise einen Zahnriemen, ständig eine Vorspannung aufgebaut wird.During assembly, the motor 4 including the motor shaft 7 is installed as a structural unit in the steering housing 2 . A preliminary check of the engine 4 can be carried out very easily using a device which accommodates the bearing 12 on the transmission side. The assembly is carried out by simply heating the motor 4 into the steering housing 2. The radial stop 18 prevents contact between the belt pulley 6 and the steering housing 2. Rattling of the bearing 12 on the transmission side, which is designed as a floating bearing, can be ruled out, since the transmission 5, a toothed belt, for example, a pretension is constantly built up.

Durch die Verwendung einer langen Motorwelle 7 in Verbindung mit einer toleranzgünstigen Konfiguration des Lenkungsgehäuses 2 wird eine konzentrische Anordnung zwischen Rotor 8 und Stator 15 des Elektromotors 4 gewährleistet und insbesondere eine Berührung zwischen Rotors 8 und Stator 15 vermieden.The use of a long motor shaft 7 in conjunction with a low-tolerance configuration of the steering housing 2 ensures a concentric arrangement between the rotor 8 and the stator 15 of the electric motor 4 and, in particular, contact between the rotor 8 and the stator 15 is avoided.

Die vorstehend erläuterten Lösungen kommen darüber hinaus mit einer geringen Anzahl von Bauteilen aus und ermöglichen eine einfache und sichere Montage.In addition, the solutions explained above manage with a small number of components and enable simple and reliable assembly.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für rechtsgelenkte Fahrzeuge, ist jedoch auch bei linksgelenkten Fahrzeugen einsetzbar.The invention is particularly suitable for right-hand drive vehicles, but can also be used in left-hand drive vehicles.

In Abwandlung der dargestellten Ausführungsbeispiele ist es ferner möglich, den Motor 4 ohne Motorgehäuse unmittelbar in das Lenkungsgehäuse 2 zu montieren, wobei dann der Stator 15 unmittelbar am Lenkungsgehäuse 2 festgelegt wird.In a modification of the exemplary embodiments shown, it is also possible to mount the motor 4 directly in the steering housing 2 without a motor housing, in which case the stator 15 is then fixed directly to the steering housing 2 .

Ferner ist es möglich, das motorseitige Lager 11 als Loslager und das getriebeseitige Lager 12 als Festlager auszubilden.It is also possible to design the bearing 11 on the motor side as a floating bearing and the bearing 12 on the transmission side as a fixed bearing.

Auch kann das Lenkungsgehäuse 2 mit anderer Geometrie als dargestellt hergestellt werden. Insbesondere kann der rohrförmige Abschnitt 9 entfallen, solange gewährleistet ist, dass der Motorsitz 10 und die Lageraufnahme für das getriebeseitige Lager 12 über das Lenkungsgehäuse 2 zueinander zentriert werden bzw. in einer Aufspannung zentriert zueinander herstellbar sind.The steering housing 2 can also be produced with a different geometry than shown. In particular, the tubular section 9 can be omitted as long as it is ensured that the motor seat 10 and the bearing mount for the bearing 12 on the transmission side are centered with respect to one another via the steering housing 2 or can be produced centered with respect to one another in one setting.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The invention was explained in more detail above on the basis of exemplary embodiments and further modifications. However, it is not limited to this, but includes all configurations defined by the patent claims.

BezugszeichenlisteReference List

11
elektromechanische LenkungElectric Power Steering
22
Lenkungsgehäusesteering housing
33
Lenkstangehandlebar
44
Elektromotorelectric motor
55
Getriebetransmission
66
Riemenscheibepulley
77
Motorwellemotor shaft
88th
Rotorrotor
99
rohrförmiger Abschnitt des Lenkungsgehäusestubular section of the steering housing
1010
Motorsitzengine seat
1111
motorseitiges Lagermotor-side bearing
1212
getriebeseitiges Lagergear bearing
1313
Lageraufnahme des getriebeseitigen LagersBearing support of the transmission-side bearing
1414
Motorgehäusemotor housing
1515
Statorstator
1616
Statorgehäusestator housing
1717
Motorschildengine shield
1818
Radialanschlagradial stop
1919
Stützringsupport ring
2020
separater Stützringseparate support ring
2121
Stützringaufnahmesupport ring mount
2222
Lageraufnahme des motorseitigen Lagers am StatorgehäuseBearing support of the bearing on the motor side on the stator housing

Claims (13)

Elektromechanische Lenkung, umfassend: - ein Lenkungsgehäuse (2), - eine Lenkstange (3), die sich durch das Lenkungsgehäuse (2) erstreckt, - einen Elektromotor (4) mit einer Motorwelle (7), die achsparallel zur Lenkstange (3) angeordnet ist, und - ein Getriebe (5), über das eine Drehbewegung des Elektromotors (4) in eine Axialbewegung der Lenkstange (3) übersetzt wird, - wobei die Motorwelle (7) die Eingangswelle des Getriebes (5) bildet und lediglich durch ein erstes motorseitiges Lager (11) und ein zweites getriebeseitiges Lager (12) gelagert ist, und - wobei das motorseitige Lager (11) und das getriebeseitige Lager (12) über das Lenkungsgehäuse (2) zueinander zentriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radialanschlag (18) für die Motorwelle (7) zur Begrenzung eines Durchbiegens der Motorwelle (7) vorgesehen ist.Electromechanical steering, comprising: - a steering housing (2), - a steering rod (3) which extends through the steering housing (2), - an electric motor (4) with a motor shaft (7) arranged axially parallel to the steering rod (3). and - a gear (5) via which a rotary movement of the electric motor (4) is translated into an axial movement of the steering rod (3), - the motor shaft (7) forming the input shaft of the gear (5) and only through a first motor-side bearing (11) and a second gear-side bearing (12), and - the motor-side bearing (11) and the gear-side bearing (12) being centered to one another via the steering housing (2), characterized in that a radial stop (18 ) is provided for the motor shaft (7) to limit bending of the motor shaft (7). Elektromechanische Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierung des motorseitigen Lagers (11) am Lenkungsgehäuse (2) über ein Motorgehäuse (14) vorgenommen ist, wobei das motorseitige Lager (11) am Motorgehäuse (14) und das Motorgehäuse (14) am Lenkungsgehäuse (2) zentriert sind.Electromechanical steering after claim 1 , characterized in that the motor-side bearing (11) is centered on the steering housing (2) via a motor housing (14), the motor-side bearing (11) on the motor housing (14) and the motor housing (14) on the steering housing (2) are centered. Elektromechanische Lenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das motorseitige Lager (11) ein Festlager und das getriebeseitige Lager (12) ein Loslager sind.Electromechanical steering after claim 1 or 2 , characterized in that the motor-side bearing (11) is a fixed bearing and the transmission-side bearing (12) is a floating bearing. Elektromechanische Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das getriebeseitige Lager (11) und der Motor (4) durch einen rohrförmigen Abschnitt (9) des Lenkungsgehäuses (2), welcher gegenüber dem Querschnitt des Motors (4) verjüngt ist, voneinander beabstandet sind.Electromechanical steering according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the transmission-side bearing (11) and the motor (4) are spaced apart from one another by a tubular section (9) of the steering housing (2) which is tapered in relation to the cross section of the motor (4). Elektromechanische Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialanschlag (18) durch einen Wandabschnitt des Motorgehäuses (14) gebildet wird.Electromechanical steering according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the radial stop (18) is formed by a wall section of the motor housing (14). Elektromechanische Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialanschlag (18) durch einen Stützring (19, 20) gebildet wird, der am Motorgehäuse (14) oder am Lenkungsgehäuse (2) festgelegt ist.Electromechanical steering according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the radial stop (18) is formed by a support ring (19, 20) which is fixed to the motor housing (14) or the steering housing (2). Elektromechanische Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialanschlag (18) zwischen dem motorseitigen Lager (11) und dem getriebeseitigen Lager (12) angeordnet ist.Electromechanical steering according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the radial stop (18) is arranged between the engine-side bearing (11) and the transmission-side bearing (12). Elektromechanische Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (14) ein Statorgehäuse (16) mit einem an diesem befestigten Stator (15) und einen Motorschild (17), welcher das Statorgehäuse (16) axial begrenzt, umfasst, und dass das Statorgehäuse (16) am Lenkungsgehäuse (2) zentriert ist.Electromechanical steering according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the motor housing (14) comprises a stator housing (16) with a stator (15) attached thereto and a motor shield (17) which axially delimits the stator housing (16), and in that the stator housing (16) on Steering housing (2) is centered. Elektromechanische Lenkung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (14) mit dem Statorgehäuse (16) in das Lenkungsgehäuse (2) eingesteckt ist, während der Motorschild (17) über das Lenkungsgehäuse (2) hinaussteht.Electromechanical steering after claim 8 , characterized in that the motor housing (14) with the stator housing (16) is plugged into the steering housing (2), while the motor shield (17) projects beyond the steering housing (2). Elektromechanische Lenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialanschlag (18) am Statorgehäuse (16) und das motorseitige Lager (11) am Motorschild (17) vorgesehen sind.Electromechanical steering after claim 9 , characterized in that the radial stop (18) on the stator housing (16) and the bearing (11) on the motor side are provided on the motor shield (17). Elektromechanische Lenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialanschlag (18) am Motorschild (17) und das motorseitige Lager (11) am Statorgehäuse (16) vorgesehen sind.Electromechanical steering after claim 9 , characterized in that the radial stop (18) on the motor shield (17) and the bearing (11) on the motor side are provided on the stator housing (16). Elektromechanische Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorsitz (10) für den Motor (4) und eine Lageraufnahme (13) für das getriebeseitige Lager (12) in einer Aufspannung am Lenkungsgehäuse (2) herstellbar sind.Electromechanical steering according to one of Claims 1 until 11 , characterized in that a motor seat (10) for the motor (4) and a bearing mount (13) for the gear-side bearing (12) can be produced in one clamping on the steering housing (2). Elektromechanische Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (4) und das getriebeseitige Lager (12) an einem einstückigen Bauteil des Lenkungsgehäuses (2) befestigt sind.Electromechanical steering according to one of Claims 1 until 12 , characterized in that the motor (4) and the gear-side bearing (12) are attached to a one-piece component of the steering housing (2).
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